滑輪與滑輪組

1、第五節(jié) 探究滑輪的作用,第六章力和機(jī)械,一、滑輪,生活中的滑輪,1、滑輪的構(gòu)成,軸,框,輪,滑輪（pulley）,采用繩和一個滑輪提升將鉤碼提起，請設(shè)計兩種方案,動手嘗試,方案一,方案二,將繩子從滑輪的槽中穿過,2、滑輪在使用時，根據(jù)軸的位置是否移動，又分為定滑輪和動滑輪兩種。,使用時，軸固定不動，叫定滑輪。,使用時，軸和重物一起移動，叫動滑輪。,上述兩種方案使用這兩類滑輪提起同一個物體,拉力是否相同？ 你是怎么想的呢？,思考,二、探究兩類滑輪的作用,用定滑輪或動滑輪，提起同樣的鉤碼所用的力一樣嗎？,滑輪的軸的位置運(yùn)動與否，可能會影響拉力的大小,用動滑輪更費(fèi)力，因為提起動滑輪也要用力,實驗探究

2、：,、演示實驗A,實驗步驟：,（1）用彈簧測力計直接測出鉤碼重力G,（2）按右圖裝置將鉤碼勻速拉起，記下 彈簧測力計的示數(shù)F,鉤碼數(shù),力,1,2,3,4,重力G/N,拉力F/N,使用定滑輪不省力,【探究使用定滑輪的好處】,想一想,既然使用定滑輪不省力，那人們?yōu)槭裁催€使用定滑輪呢？,（3）改變力的方向，將鉤碼提起,使用定滑輪可以改變拉力的方向,使用定滑輪不省力，但可以改變拉力的方向，且使用定滑輪提起同一重物時，沿不同方向的拉力大小相等。,結(jié)論1：,、演示實驗B,【探究使用動滑輪的好處】,實驗步驟：,（1）用彈簧測力計直接測出鉤碼重力G,（2）按右圖裝置將鉤碼勻速拉起，記下 彈簧測力計的示數(shù)F,鉤

3、碼數(shù),力,1,2,3,4,重力G/N,拉力F/N,結(jié)論2：,使用動滑輪時可以省力，但不能任意改變力的方向。,思考,為什么定滑輪使用起來不省力，但可以改變力的方向動滑輪使用起來可以省力？,1、定滑輪的實質(zhì),F1,F2,O,L1=L2,F2,F1,O,L1=L2,、理論分析【滑輪的實質(zhì)】,滑輪屬于杠桿類機(jī)械，由杠桿平衡原理分析滑輪實質(zhì)。,定滑輪,（1）、定滑輪實際上就是等臂杠桿。,1、支點在軸心O處。,2、動力臂l1等于阻力臂l2,（2）、不計摩擦?xí)r,拉力大小等于重物的重力大小。( FG),（3）、拉力的方向與重物移動的方向相反。,結(jié)論：使用定滑輪不省，但可以改變施力的。,力,F,G,方向,2、動

4、滑輪的實質(zhì),F1,F2,O,O,L1,L2,L1 =2L2,F1 = F2 /2,動滑輪,1、支點在邊緣O處,2、動力臂l1為阻力臂l2的2倍。,（1）、動滑輪實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的杠桿。,（3）、拉力的方向與重物的移動方向相同。,結(jié)論：使用動滑輪可以，但不能改變施力的。,省力,方向,（2）在上述情況下，動力是阻力的1/2。,定滑輪雖然能改變力的方向，使我們工作方便，但不能省力；,于是人們就把定滑輪和動滑輪組合起來使用，把它們各自的優(yōu)點結(jié)合起來，這樣就組成了滑輪組,而動滑輪雖然能省一半力，但不能改變力的方向，使用時經(jīng)常感覺不便,使用定滑輪不省力也不費(fèi)力，但可以改變力的方向s=h，F(xiàn)=G,使

5、用動滑輪可以省一半的力，但費(fèi)一倍的距離，不改變力的方向S=2h，F(xiàn)=G/2,A探究一個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組的繞線方法；,B探究由一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組的省力情況及移動距離的情況,a繞成兩段繩子承擔(dān)重物，由鐵架臺豎桿上的等距離紅線格測定動力作用點（繩端）移動的距離 s和砝碼升高的距離 h的關(guān)系,結(jié)論：可知，s 2 h,b繞成三段繩子承擔(dān)重物，分別用彈簧測力計拉動力的大??；由彈簧測力計豎直向上拉測動力的大小；兩個距離仍由鐵架臺豎桿上的等距離紅線格測定 結(jié)論：可知，sh,C探究由兩個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組的省力情況及移動距離的情況,a繞成四段繩子承擔(dān)重物得出結(jié)論：4，s4

6、hb繞成五段繩子承擔(dān)重物得出結(jié)論：5，s5h,b繞成五段繩子承擔(dān)重物得出結(jié)論：5，s5h,使用滑輪組的時候，重物和動滑輪的總重由幾段繩子承擔(dān)，提起重物所用的動力就是總重的幾分之一，動力（或繩子自由端）移動的距離s就是重物升高的距離h的幾倍即n，snhn為繩子的段數(shù)，省了力就要多移動距離,若動滑輪重不可忽略，上述力的關(guān)系式應(yīng)寫成（物+G動）n,1：滑輪組,由一個定滑輪和一個動滑輪組成。,實驗結(jié)果：,拉力F的大小與吊起動滑輪的繩子股數(shù)n有關(guān)。,n=2,n=2,n=3,實驗表明，使用滑輪組吊重物時，若動滑輪重和磨擦不計，動滑輪被幾股繩子吊起，所用力就是物重的幾分之一即,思考題：,在左圖所示的滑輪組中

7、，,(a)若動滑輪重G/不計，拉力F是多少？,(b)若動滑輪重G/不能忽略，那么圖中的拉力F應(yīng)等于多少？,分析：圖中吊起動滑輪的繩子股數(shù)為5,2：滑輪組,實驗表明，使用滑輪組拉重物時，若動滑輪重和摩擦不計，動滑輪被幾股繩子拉住，所用的力就是物體與接觸面摩擦力的幾分之一。即,如圖所示，拉力F的大小等于。,鞏固練習(xí)：,1：如下圖(a)所示，物體B重100N，在力F作用下勻速上升時，F(xiàn)應(yīng)等于N。（不計摩擦）,2: 如上圖(b)所示，物體A重為100N，掛重物的鉤子承受的拉力是N。人勻速拉繩子的力是N（動滑輪自重不計）,100,100,50,3:如圖所示的四個滑輪組中，圖可省一半力，圖最費(fèi)力，圖和圖用力大小一樣。,( b ),( c ),如圖所示，物體A重G80N，在F60N拉力下勻速前進(jìn)，此時物體A受到的摩擦力等于N。（滑輪自重及繩子與滑輪的摩擦不計）,.,1:豎直方向上有一對平衡力N和G,2:水平方向上有一對平衡力T和f,G=N=80N,T=f=120N,因為,所以,f=2F=120N,綜合分析得：,120N,第二節(jié) 滑輪的應(yīng)用,定滑輪：,（1）使用特點：可以改變力的方向，不省力也不費(fèi)力；不省距離也不費(fèi)距離,（2）實質(zhì)：是一個等臂杠桿,